專利名稱：用于夾持容器的夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在容器傳送及處理機(jī)中夾持容器特別是瓶子 的夾具，包括至少兩個(gè)夾具臂，它們可彼此相對(duì)地運(yùn)動(dòng)以打開和關(guān)閉， 其中每個(gè)夾具臂具有一個(gè)抓取臂并且至少一個(gè)夾具臂具有一個(gè)對(duì)應(yīng) 臂。
背景技術(shù)：
這樣的用于夾持或抓取容器的夾具例如業(yè)已由EP09 39 044 Bl、 EP07 262 16 Bl和EP 07 43 26 7 Bl已知。由EP 09 39 044已知的夾 具在經(jīng)濟(jì)上是令人滿意的。這樣的夾具包括兩個(gè)金屬夾具臂，它們可 彼此偏轉(zhuǎn)地設(shè)置。在偏轉(zhuǎn)軸線的容器一側(cè)上設(shè)置抓取區(qū)域并且在偏轉(zhuǎn) 軸線的另外一側(cè)上設(shè)置用于打開和關(guān)閉各臂的操作區(qū)域。在控制凸輪 與抓取臂的操作區(qū)域相接觸的地方附加地構(gòu)成一個(gè)板式彈簧。它用于 在關(guān)閉夾具時(shí)補(bǔ)償不同的容器直徑并且必要時(shí)產(chǎn)生抓取力。這種夾具然而具有這樣的缺點(diǎn)，即抓取臂的構(gòu)造相對(duì)復(fù)雜，因?yàn)?在每個(gè)抓取臂中必須安裝附加的板式彈簧，并且此外由于存在這個(gè)板式彈簧產(chǎn)生了難以接近的空腔，所述空腔不容易被清潔和消毒，因此 非常容易產(chǎn)生微生物。在EP 07 262 16和EP 07 43 26 7中建議的整個(gè)夾具臂或僅抓取臂 的彈性彎曲用于補(bǔ)償容器直徑誤差，但不能令人滿意，因?yàn)椴荒艽_保 容器的精確定心。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種用于夾持容器的夾具，該夾具可以 實(shí)現(xiàn)所需的容器定心，同時(shí)可以補(bǔ)償容器直徑的誤差，其構(gòu)造然而與 現(xiàn)有技術(shù)相比顯著簡(jiǎn)化。這個(gè)目的借助于根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾具實(shí)現(xiàn)。借助于本發(fā)明的夾具的一體構(gòu)造，基于形狀穩(wěn)定的抓取臂可以實(shí) 現(xiàn)容器的精確定心，并且此外實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生所需的抓取力的、形狀彈性 的對(duì)應(yīng)臂通過彎曲補(bǔ)償容器直徑的誤差。形狀穩(wěn)定在此關(guān)聯(lián)中意味著阻止由于規(guī)定的負(fù)載、即在夾具關(guān)閉 時(shí)所出現(xiàn)的杠桿力而發(fā)生變形或彎曲。形狀彈性在此關(guān)聯(lián)中意味著單曲，以便可以補(bǔ)償容器直徑誤差。特別是在本發(fā)明的夾具構(gòu)造中不再 需要存在附加的彈簧或附加的第二種彈性材料。這使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化并且 可實(shí)現(xiàn)一種"光滑，，的構(gòu)造方式，其不易滋生微生物，因?yàn)楦浊鍧崱?有利地在根據(jù)本發(fā)明的夾具中，抓取臂在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)且平行于運(yùn) 動(dòng)方向至少如此寬地構(gòu)成，使得在夾具關(guān)閉以容納具有預(yù)定直徑的容 器時(shí)抓取臂保持形狀穩(wěn)定，而對(duì)應(yīng)臂的尺寸如此設(shè)計(jì)，使得在關(guān)閉時(shí)至多5mm、特別是至多3mm的容器直徑誤差可通過對(duì)應(yīng)臂的彎曲補(bǔ) 償。通過正確的尺寸設(shè)計(jì)，其按照應(yīng)力需求相應(yīng)地進(jìn)行選擇，因此在 一體的夾具臂中不僅構(gòu)成形狀穩(wěn)定的區(qū)域，而且構(gòu)成形狀彈性的區(qū)域。 因?yàn)閺澢枰牧εc工件的厚度成至少近乎線性的關(guān)系，所以與夾 具的杠桿臂、即抓取臂和對(duì)應(yīng)臂的長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，可輕易地獲得正確的 尺寸。為了在給定的夾具臂材料的彈性模量時(shí)，在對(duì)應(yīng)臂中獲得期望 的彈性，對(duì)應(yīng)臂僅需足夠窄地構(gòu)成，而在相同的彈性模量的情況下抓 取臂必須相應(yīng)較寬地構(gòu)成，以便實(shí)現(xiàn)形狀穩(wěn)定性。夾具臂的材料的彈性模量在此有利地在8000 MPa至15000 MPa 的范圍內(nèi)，特別是在11000 MPa至13000 MPa的范圍內(nèi)。由這種材料 制成的夾具臂壽命特別長(zhǎng)，因?yàn)樗部梢再駸o問題地承受高的負(fù)荷交 變要求(在飲料行業(yè)內(nèi)直至15,000,000倍的負(fù)荷交變)，即形狀穩(wěn)定的 部分保持形狀穩(wěn)定，而形狀彈性的部分保持形狀彈性。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，夾具臂由塑料、特別是 纖維增強(qiáng)的塑料制成。因?yàn)樵趬鸿T工藝中制造的塑料件可比至今使用 的金屬夾具臂顯著有利地制造，所以對(duì)于具有許多用于夾持容器的夾 具的容器傳送及處理機(jī)而言產(chǎn)生巨大的成本優(yōu)勢(shì)。優(yōu)選夾具臂由塑料、
特別是纖維增強(qiáng)的聚醚醚酮(PEEK)制成。在此特別有利的是，碳 纖維或玻璃纖維的份額在10%至50%的范圍內(nèi)、特別是30%。利用 這樣的纖維份額可以實(shí)現(xiàn)期望的材料特性并且材料同時(shí)保持易于加 工。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，兩個(gè)夾具臂具有一個(gè)形狀彈性 的對(duì)應(yīng)臂。通過夾具的對(duì)稱構(gòu)成，因此每個(gè)夾具臂僅需要補(bǔ)償容器直 徑的總體誤差的一半。根據(jù)另外一個(gè)方案，可以在各對(duì)應(yīng)臂之間設(shè)置一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的凸輪 用于關(guān)閉和/或打開夾具臂，其中對(duì)應(yīng)臂在與凸輪的接觸區(qū)域內(nèi)具有一 個(gè)滑動(dòng)襯墊。借助于滑動(dòng)襯墊可以減小凸輪與對(duì)應(yīng)臂上的接觸區(qū)域之 間的摩擦，由此可以避免夾具臂上的摩擦損傷。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，凸輪可以由塑料、特別是碳纖維或玻璃 纖維增強(qiáng)的塑料或聚醚醚酮制成，并且滑動(dòng)襯墊由金屬、特別是￥2入-鋼制成。在這種情況下，因此較貴的金屬凸輪可通過塑料凸輪替換。但是也可以考慮提供金屬凸輪，而沒有滑動(dòng)襯墊。優(yōu)選本發(fā)明的夾具可以是頸部操作-傳送星體的一部分。這個(gè)應(yīng)用 然而也在灌裝、檢測(cè)或其它瓶子處理裝置上以及也在其它的容器如罐 子上是有利的。


借助附圖闡述本發(fā)明的各實(shí)施形式。其中 圖l本發(fā)明的夾具在打開狀態(tài)下的三維視圖； 圖2夾具在關(guān)閉位置的俯視圖； 圖3本發(fā)明的夾具的夾具臂的第二實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
在圖1和圖2示出用于夾持容器、特別是瓶子的夾具1。夾具1 通常用于在傳送星體中傳送和分揀容器，傳送星體例如在瓶子處理機(jī) 如灌裝或檢測(cè)機(jī)的出口處使用。在圖1中示出一個(gè)傳送星體12，夾具1借助于銷子7、 9可旋轉(zhuǎn) 地固定在傳送星體上。傳送星體優(yōu)選由不生銹的鋼制成，也可以考慮
其它的材料。夾具1的固定顯然不限于傳送星體。當(dāng)然也可以固定在 鏈節(jié)、帶和其它傳送裝置上。在第一實(shí)施方式中夾具1包括兩個(gè)鏡像對(duì)稱的夾具臂3和5。夾 具臂3和5分別可旋轉(zhuǎn)地支承在一個(gè)銷子7和9上。每個(gè)一體的夾具 臂3、 5具有一個(gè)抓取臂11或13,其端部分別弧形地構(gòu)成，以便可以 在一個(gè)預(yù)定的角區(qū)域上包圍嵌接容器。為了可以在頸部抓取例如瓶子， 在這個(gè)實(shí)施方式中構(gòu)成弧形的支承面15、 17。根據(jù)容器的形狀，抓取 臂11、 13的這個(gè)部分然而相應(yīng)地構(gòu)成。從銷子7或9出發(fā)，每個(gè)夾具 臂3、 5具有與抓取臂對(duì)置的對(duì)應(yīng)臂19、 21。在對(duì)應(yīng)臂19、21之間在它們遠(yuǎn)離銷子的端部上設(shè)置一個(gè)橢圓形的 凸輪23。凸輪23設(shè)置在一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的、基本上平行于銷子7或9延 伸的(未示出的)軸上，并且用于將夾具臂3和5圍繞位置固定的銷 子7或9旋轉(zhuǎn)。在圖l中所示的狀態(tài)下，夾具l處于打開狀態(tài)。圖2示出相同的 夾具l處于關(guān)閉狀態(tài)。在此凸輪23被旋轉(zhuǎn)90。，由此夾具臂3、 5圍 繞銷子7或9旋轉(zhuǎn)并且抓取臂11或13關(guān)閉。在關(guān)閉狀態(tài)下被抓取臂 11、 13包圍的表面A如此之大，使得配備給夾具l的容器(未示出) 可以被抓取和夾持，對(duì)于PET瓶子而言優(yōu)選在托環(huán)(頸部操作)之上 或之下。由于制造誤差，容器然而通常具有稍微不同的容器直徑。在瓶子 頸部的情況下，其通常在至多5mm、特別是3mm的范圍內(nèi)。這意味 著，當(dāng)具有較大直徑的容器被夾具l抓取時(shí)，在凸輪23達(dá)到其在圖2 中示出的終端位置之前，抓取臂11或13的抓取區(qū)域25、 27業(yè)已牢固 包圍容器。如果凸輪23現(xiàn)在進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)至其終端位置，那么會(huì)形成所 謂的過壓。根據(jù)本發(fā)明在此所出現(xiàn)的(壓)力通過對(duì)應(yīng)臂19、 21吸收， 因?yàn)閷?duì)應(yīng)臂形狀彈性地構(gòu)成。因?yàn)閷?duì)應(yīng)臂19、 21在夾具臂3、 5的運(yùn) 動(dòng)平面內(nèi)特別是在運(yùn)動(dòng)方向29上較薄地構(gòu)成，所以在過壓時(shí)所產(chǎn)生的 力通過對(duì)應(yīng)臂19、 21的彎曲吸收。這樣的彎曲在圖2中借助于箭頭 31、 33表示，其示出對(duì)應(yīng)臂19、 21的彎曲方向。與此不同，抓取臂11或13然而是形狀穩(wěn)定的，即它們不會(huì)由于在過壓時(shí)產(chǎn)生的力而發(fā) 生形狀改變。這根據(jù)所示的第一實(shí)施例如此實(shí)現(xiàn)，即，抓取臂ll、 13 至少在銷子7、 9和抓取區(qū)域25、 27之間的區(qū)域內(nèi)在運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)特別 是在運(yùn)動(dòng)方向29上足夠?qū)挼貥?gòu)成。通過一體的夾具臂的對(duì)應(yīng)臂以及抓取臂的特殊形狀，可以在抓取 區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)可能具有容器直徑誤差的容器的準(zhǔn)確定心，而彈性的對(duì)應(yīng) 臂同時(shí)如此構(gòu)成，使得可以產(chǎn)生所需要的抓取力并且在容器直徑誤差 的情況下通過對(duì)應(yīng)臂的彎曲吸收所產(chǎn)生的過壓力。對(duì)于這樣的應(yīng)用這樣的材料已經(jīng)證明是適用的，其彈性模量在 8000 MPa至15000 MPa的范圍內(nèi)，特別是在11000 MPa至13000 MPa 的范圍內(nèi)。在同時(shí)構(gòu)成可彎曲的部件的情況下，所需要的剛度可以利 用塑料、特別是利用碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)的塑料實(shí)現(xiàn)，如例如具有 10%-50%份額的碳纖維或玻璃纖維、特別是具有30%份額的纖維的聚 醚醚酮(PEEK)。因此通常所使用的金屬夾具臂可以通過便宜的塑料 臂替換，其中然而本發(fā)明的夾具此外也可以利用金屬材料實(shí)現(xiàn)。所示出的實(shí)施方式僅僅為一種實(shí)施可能性。也可以將兩個(gè)夾具臂 3、 5剪刀形式構(gòu)成，從而替換兩個(gè)銷子7、 9僅僅設(shè)置一個(gè)銷子，因 為夾具臂3、 5在剪刀形的構(gòu)造中在銷子區(qū)域內(nèi)交叉。也可以考慮構(gòu)成 這樣的夾具，其中僅僅一個(gè)夾具臂具有對(duì)應(yīng)臂。在這種情況下這個(gè)對(duì) 應(yīng)臂必須如此構(gòu)成，使得它可以補(bǔ)償容器直徑的總體誤差。在此或者 此外兩個(gè)夾具臂可運(yùn)動(dòng)地構(gòu)成，或者僅僅具有抓取臂和對(duì)應(yīng)臂的夾具 臂可運(yùn)動(dòng)地構(gòu)成。為了打開本發(fā)明的夾具1，可以通過傳統(tǒng)的方式利用一個(gè)在各抓 取臂ll、 13之間的壓力彈簧、 一個(gè)在對(duì)應(yīng)臂19、 21之間的拉力彈簧、 一個(gè)滑槽控制部或一對(duì)在抓取臂11或13中的相斥的磁鐵(在圖1中 附圖標(biāo)記35)或一對(duì)在對(duì)應(yīng)臂19、 21中的相吸的》茲4失。在利用》茲《失 的構(gòu)造中特別有利的是，通過將磁鐵嵌入夾具臂3、 5內(nèi)實(shí)現(xiàn)了光滑的 構(gòu)造方式。這特別是在清潔時(shí)是有利的，因?yàn)榕c使用彈簧相比不會(huì)出 現(xiàn)附加的難以清潔的空腔。
圖3示出第二種實(shí)施方式的夾具臂51,其可以替換夾具臂3、 5 應(yīng)用在本發(fā)明的夾具l中。夾具臂51基本上與夾具臂3、 5(鏡像對(duì) 稱的對(duì)應(yīng)臂)構(gòu)造相同并且相應(yīng)地包括一個(gè)寬的抓取臂53和一個(gè)窄的 對(duì)應(yīng)臂55,其中它們具有與第一實(shí)施方式的抓取臂11和對(duì)應(yīng)臂19相 同的特征。此外夾具臂在抓取臂53和對(duì)應(yīng)臂55之間的中心區(qū)域內(nèi)具 有一個(gè)孔57，用于容納銷子7。同樣可以看到用于打開夾具1的磁鐵 59。當(dāng)然在此也可以考慮使用彈簧。第二實(shí)施方式的夾具臂51在對(duì)應(yīng)臂55的遠(yuǎn)離銷子貫通孔57的區(qū) 域內(nèi)附加地具有一個(gè)滑動(dòng)村墊61?；瑒?dòng)襯墊61處于對(duì)應(yīng)臂55與(未 示出的)凸輪23的接觸區(qū)域內(nèi)，并且用于阻止對(duì)應(yīng)臂55由于與凸輪 23的摩擦而引起的損傷。特別是滑動(dòng)區(qū)域由鋼例如V2A-鋼制成，而 夾具臂51由纖維增強(qiáng)的塑料、特別是碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)的PEEK 制成。在這種情況下凸輪23也可以由塑料、特別是碳纖維或玻璃纖維 增強(qiáng)的PEEK制成。根據(jù)所示實(shí)施例的本發(fā)明的由具有30%份額的碳纖維的聚醚醚 酮(PEEKCA30)制成的、具有下列尺寸的夾具證明是有利于用于抓 取瓶子頸部。從抓取區(qū)域25的具有半徑R的圓弧的中心點(diǎn)出發(fā)，抓 取臂53具有在大約4至6cm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度11，并且抓取臂55從銷子 貫通孔57出發(fā)直至滑動(dòng)襯墊61的中心處或直至與凸輪27的接觸區(qū)域 具有一個(gè)在大約4至6cm范圍內(nèi)的長(zhǎng)度12。為了實(shí)現(xiàn)形狀穩(wěn)定性，抓 取臂53在一位于銷子貫通孔57和容納區(qū)域25、 27之間的部段內(nèi)的寬 度bl在1.5cm至2.5cm范圍內(nèi)、特別是2cm,并且對(duì)應(yīng)臂55的寬度 b2在0.4cm至0.8cm的范圍內(nèi)。在此材料的厚度在0.7cm至1.2cm的 范圍內(nèi)。為了抓取標(biāo)準(zhǔn)瓶子，半徑R大致等于1.5cm。根據(jù)本發(fā)明的用于抓取容器特別是瓶子的實(shí)施方式使得可以在簡(jiǎn) 單的構(gòu)造下利用抓取臂精確定心地抓取容器，而在對(duì)應(yīng)臂中可以補(bǔ)償 容器直徑的誤差，其中同時(shí)夾具可以便宜地制造，因?yàn)閮?yōu)選使用塑料 代替鋼。此外通過光滑的構(gòu)造方式，無附加的彈簧，夾具可以簡(jiǎn)單地 且更好地清潔。
權(quán)利要求
1.用于在容器傳送及處理機(jī)中夾持容器、特別是瓶子的夾具，包括至少兩個(gè)夾具臂(3、5、51)，所述夾具臂可彼此相對(duì)地運(yùn)動(dòng)以打開和關(guān)閉，其中每個(gè)夾具臂(3、5、51)具有一個(gè)抓取臂(11、13、53)并且至少一個(gè)夾具臂(3、5、51)具有一個(gè)對(duì)應(yīng)臂(19、21、55)，其特征在于，夾具臂(3、5、51)與抓取臂(11、13、53)和對(duì)應(yīng)臂(19、21、55)一體構(gòu)成，其中抓取臂(11、13、53)形狀穩(wěn)定地構(gòu)成并且對(duì)應(yīng)臂(19、21、55)形狀彈性地構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求l所述的夾具，其中抓取臂(ll、 13、 53)在運(yùn)動(dòng) 平面內(nèi)且平行于運(yùn)動(dòng)方向(29)至少如此寬地構(gòu)成，使得在關(guān)閉夾具 以容納具有預(yù)定直徑的容器時(shí)，抓取臂(ll、 13、 53)保持形狀穩(wěn)定， 而對(duì)應(yīng)臂(19、 21、 55)的尺寸如此設(shè)計(jì)，使得在關(guān)閉時(shí)至多5mm、 特別是至多3mm的容器直徑誤差可通過對(duì)應(yīng)臂(19、 21、 55)的彎 曲補(bǔ)償。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的夾具，其中夾具臂(3、 5、 51)的材 料的彈性模量在8000 Mpa至15000 MPa的范圍內(nèi)，特別是在11000 MPa至13000 MPa的范圍內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1至3之一所述的夾具，其中夾具臂(3、 5、 51) 由塑料、特別是纖維增強(qiáng)的塑料制成。
5. 如權(quán)利要求4所述的夾具，其中夾具臂(3、 5、 51)由碳纖維 或玻璃纖維增強(qiáng)的聚醚醚酮制成。
6. 如權(quán)利要求5所述的夾具，其中碳纖維或玻璃纖維的份額在 10%至50%的范圍內(nèi)、特別是30%。
7. 如權(quán)利要求1至6之一所述的夾具，其中兩個(gè)夾具臂(3、 5、 51)具有一個(gè)形狀彈性的對(duì)應(yīng)臂(19、 21、 55)。
8. 如權(quán)利要求7所述的夾具臂，包括一在各對(duì)應(yīng)臂(19、 21、 55) 之間設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)的凸輪(23)，用于關(guān)閉和/或打開夾具臂(3、 5、 51)，其中對(duì)應(yīng)臂(19、 21、 55)在與凸輪(23)的接觸區(qū)域內(nèi)具有一 滑動(dòng)襯墊(61)。
9. 如權(quán)利要求8所述的夾具臂，其中凸輪(23)由塑料、特別是 碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)的塑料或聚醚醚酮制成，滑動(dòng)襯墊(61)由金 屬、特別是V2A-鋼制成。
10. 如權(quán)利要求5所述的夾具臂，包括一在各對(duì)應(yīng)臂(19、 21、 55)之間設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)的凸輪(23)，用于關(guān)閉和/或打開夾具臂(3、 5、 51)，其中凸輪(23)由金屬、特別是V2A-鋼制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在容器傳送及處理機(jī)中夾持容器、特別是瓶子的夾具，包括至少兩個(gè)夾具臂(3、5、51)，所述夾具臂可彼此相對(duì)地運(yùn)動(dòng)以打開和關(guān)閉，其中每個(gè)夾具臂(3、5、51)具有一個(gè)抓取臂(11、13、53)并且至少一個(gè)夾具臂(3、5、51)具有一個(gè)對(duì)應(yīng)臂(19、21、55)。為了簡(jiǎn)化構(gòu)造，其中容器此外被精確地定心并且過壓力可以被吸收，夾具臂與抓取臂和對(duì)應(yīng)臂一體構(gòu)成，其中抓取臂形狀穩(wěn)定地構(gòu)成并且對(duì)應(yīng)臂形狀彈性地構(gòu)成。
文檔編號(hào)B08B9/20GK101151105SQ200680010868
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者G·策普夫, R·格勒茨爾 申請(qǐng)人:克羅內(nèi)斯股份公司